中瑞祥紅外露點(diǎn)儀測(cè)量方法測(cè)量注意
紅外露點(diǎn)儀
利用氣體中的水份對(duì)紅外光譜吸收的特性，可以設(shè)計(jì)紅外式露點(diǎn)儀。該儀器很難測(cè)到低露點(diǎn)，主要是紅外探測(cè)器的峰值探測(cè)率還不能達(dá)到微量水吸收的量級(jí)，還有氣體中其他成份含量對(duì)紅外光譜吸收的干擾。但這是項(xiàng)很新的術(shù)，對(duì)于環(huán)境氣體水份含量的非接觸式在線監(jiān)測(cè)具有重要的意義。
半導(dǎo)體傳感器
每個(gè)水分子都具有其自然振動(dòng)頻率，當(dāng)它入半導(dǎo)體晶格的空隙時(shí)，就和受到充電激勵(lì)的晶格產(chǎn)生共振，其共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子的共振能使半導(dǎo)體結(jié)放出自由電子，從而使晶格的導(dǎo)電率增大，阻抗減小。利用這特性設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體露點(diǎn)儀可測(cè)到-100℃露點(diǎn)的微量水份。
重量法
是種經(jīng)典的測(cè)量方法。讓所測(cè)樣氣流經(jīng)某干燥劑，其所含水分被干燥劑吸收，確稱取干燥劑吸收的水分含量，與樣氣體積之比即為樣氣的濕度。該方法的優(yōu)點(diǎn)是度，大允許誤差可達(dá)0.1%；缺點(diǎn)是具體操作困難，尤其是須得到足夠量的吸收水質(zhì)量（般不小于0.6克），這對(duì)于低濕度氣體尤其困難，須加大樣氣流量，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間和誤差增大（測(cè)得的濕度不是瞬時(shí)值）。因而該方法只適合于測(cè)量露點(diǎn)-32℃以上的氣體，可以說(shuō)市場(chǎng)上純粹利用該方法測(cè)濕度的儀器較少。
由以上分析可知，重量法的關(guān)鍵是怎樣確測(cè)量干燥劑吸收的水分含量，因?yàn)橹苯訙y(cè)量困難，由此衍生了兩種間接測(cè)量吸收水含量的方法。
電解法
就是將干燥劑吸收的水分經(jīng)電解池電解成氫氣和氧氣排出，電解電流的大小與水分含量成正比，通過(guò)檢測(cè)該電流即可測(cè)得樣氣的濕度。該方法彌補(bǔ)了重量法的缺點(diǎn)，測(cè)量量程可達(dá)-80℃以下，且度較好，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是電解池氣路需要在使用前干燥很長(zhǎng)時(shí)間，且對(duì)氣體的腐蝕性及清潔性要求較。采用該方法的儀器較多，典型的是美Edgetech 公司的1-C型微水儀和杜邦公司的M303及產(chǎn)的USI系列產(chǎn)品。
振動(dòng)頻率法
就是將重量法中的干燥劑換用種吸濕性的石英晶體，根據(jù)該晶體吸收水分質(zhì)量不同時(shí)振動(dòng)頻率不同的特點(diǎn)，讓樣氣和標(biāo)準(zhǔn)干燥氣流經(jīng)該晶體，因而產(chǎn)生不同的振動(dòng)頻率差△f1和△f2，計(jì)算兩頻率之差即可得到樣氣的濕度。該方法具有電解法樣的優(yōu)點(diǎn)，且使用前勿須干燥。典型代表儀器是英Michell的QMA系列、美AMETEK公司的560B。
冷鏡法
也是種經(jīng)典的測(cè)量方法。讓樣氣流經(jīng)露點(diǎn)冷鏡室的冷凝鏡，通過(guò)等壓制冷，使得樣氣達(dá)到飽和結(jié)露狀態(tài)（冷凝鏡上有液滴析出），測(cè)量冷凝鏡此時(shí)的溫度即是樣氣的露點(diǎn)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是度，尤其在采用半導(dǎo)體制冷和光電檢測(cè)術(shù)后，不確定度甚至可達(dá)0.1℃；缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢，尤其在露點(diǎn)-60℃以下，平衡時(shí)間甚至達(dá)幾個(gè)小時(shí)，而且此方法對(duì)樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較，否則會(huì)影響光電檢測(cè)效果或產(chǎn)生‘偽結(jié)露’成測(cè)量誤差。該方法的典型廠家代表是及英Michell公司,美General Eastern公司及瑞士MBW公司等。
阻容法
是種不斷善的濕度測(cè)量方法。利用個(gè)純鋁棒，表面氧化成層薄的氧化鋁薄膜，其外鍍層多空的網(wǎng)狀金膜，金膜與鋁棒之間形成電容，由于氧化鋁薄膜的吸水特性，導(dǎo)致電容值隨樣氣水分的多少而改變，測(cè)量該電容值即可得到樣氣的濕度。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量量程可更低，甚至達(dá)-100℃，另突出優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度非?？?，從干到濕響應(yīng)分鐘可達(dá)90%，因而多用于現(xiàn)場(chǎng)和快速測(cè)量場(chǎng)合；缺點(diǎn)是度較差，不確定度多為±2～3℃。老化和漂移嚴(yán)重，使用3~6個(gè)月須校準(zhǔn)。該方法的典型廠家代表為英Alpha濕度儀器公司，愛(ài)爾蘭的PANAMETRICS公司及美的XENTAUR公司。但隨著各廠家的不斷努力，該方法正在逐漸得到善，例如，通過(guò)改變材料和提藝使得傳感器穩(wěn)定度大大提，通過(guò)對(duì)傳感器響應(yīng)曲線的補(bǔ)償作到了飽和線性，解決了自動(dòng)校準(zhǔn)問(wèn)題。代表產(chǎn)品為英Michell的Easidew系列，采用陶瓷基底的氧化鋁電容及C2TX微處理器
測(cè)量注意
鏡面污染對(duì)露點(diǎn)測(cè)量的影響
在露點(diǎn)測(cè)量中，鏡面污染是個(gè)突出的問(wèn)題，其影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面；是拉烏爾效應(yīng)，二是改變鏡面本底放射水平。拉烏爾效應(yīng)是由水溶性物質(zhì)成的。如果被測(cè)氣體中攜帶這種物質(zhì)(般是可溶性鹽類)則鏡面提前結(jié)露，使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒，如灰塵等，則會(huì)增加本底的散射水平，從而使光電露點(diǎn)儀發(fā)生零點(diǎn)漂移。此外，些沸點(diǎn)比水低的容易冷凝的物質(zhì)(例如有機(jī)物)的蒸氣，不言而喻將對(duì)露點(diǎn)的測(cè)量產(chǎn)生干擾。因此，無(wú)論何種類型的露點(diǎn)儀都應(yīng)防止污染鏡面。般說(shuō)來(lái)，業(yè)流程氣體分析污染的影響是嚴(yán)重的。但即使是在純氣的測(cè)量中鏡面的污染亦會(huì)隨時(shí)間增加而積累。
測(cè)量條件的選擇
在露點(diǎn)儀的設(shè)計(jì)中要著重考慮直接影響結(jié)露過(guò)程熱質(zhì)交換的各種因素，這個(gè)原則同樣適用于自動(dòng)化程度不太的露點(diǎn)儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫速度和樣氣流速問(wèn)題。
1.被測(cè)氣體的溫度通常都是室溫。因此當(dāng)氣流通過(guò)露點(diǎn)室時(shí)然要影響體系的傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。當(dāng)其它條件固定時(shí)，加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在行低霜點(diǎn)測(cè)量時(shí)，流速應(yīng)適當(dāng)提，以加快露層形成速度，但是流速不能太大，否則會(huì)成過(guò)熱問(wèn)題。這對(duì)制冷率小的熱電制冷露點(diǎn)儀尤為明顯。流速太大還會(huì)導(dǎo)致露點(diǎn)室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。所以在露點(diǎn)測(cè)量中選擇適當(dāng)?shù)牧魉偈且模魉俚倪x擇應(yīng)視制冷方法和露點(diǎn)室的結(jié)構(gòu)而定。般的流速范圍在0.4~0.7L﹒min-1之間。為了減小傳熱的影響，可考慮在被測(cè)氣體入露點(diǎn)室之前行預(yù)冷處理。
